跨領域教學

教育部跨領域教師發展暨人才培育計畫 教育部國民及學前教育署

跨領域教學 成功大學 工程科學系 游濟華 助理教授 台灣綜合大學系統 新進教師專業知能研討會

國立成功大學工程科學系助理教授 人工智慧與多尺度模擬實驗室 智慧半導體及永續製造學院 智慧製造與永續學程

研究領域： 仿生結構，人工智慧 分析模擬，設計思考

真實世界的問題不是 單一學科能處理

跨領域與設計思考 實際 問題

單一領域創意路徑

舉例： 以『高齡者行動』為主題，傳統專業如工程、心 理、照護，都會有『專業』的解決方案，常受限 於現有的知識框架。

Design Thinking 跨領域創意空間 領域 三

領域 一

設計思考講求的是『寬廣』的解決方案 創意空間。當多個領域師生一起參與， 解決方案常在跨領域的範圍發生，產出 更有深度的設計方案。

領域 二

『Design Thinking』的發想與實踐過程，理想是 由跨領域團隊執行，就能統合不同領域的專業， 產出創新成果，例如『工程X照護X心理』合作發 展出的解決方案，可能是『兼顧尊嚴與安全的個 人化電動車』。

設計思考五步驟

Double Diamond 設計流程 Double Diamond是什麼 是一個設計流程，由英國設計 理事會(Design Council)於2005 年研究開發，以簡單、圖形化 的方式描述設計流程。 Empathy Define

Ideate

Prototype

Test

Double Diamond四階段 分為四個不同的階段，發現、 釐清、發展和交付，反映出發 散和收斂階段的設計過程，顯 示設計師的思維模式。 http://www.designcouncil.org.uk/

Discover

DEFINE

Define

Concept

Design Brief

Opportunity EMPATHY

IDEATE

Develop

PROTOTYPE

TEST

Deliver

設計思考過程包括

EXPLORE + VERIFY 探索

驗證

以跨領域工作坊，實踐設計思考五步驟

教學目的：帶領學生理解設計思考方 法、實作設計思考步驟、增進跨領域 合作經驗，培養定義問題-解決問題 的能力，成為具有創新創業精神的跨 領域人才。

跨領域混合式教學的特色 雙教師 由雙教師帶領，A老師提出問題與情境， B老師引導解決方案技術技能。學習以 不同領域思維模式，觀察、分析、解 決問題。 真議題 工作坊主題來自真實社會的實務議題， 以專案導向學習，讓學生進入場域、 親身走過「定義問題-解決問題」的過 程，在開放性、不確定性的氣氛中， 培養設計思考的能力。

多元生 學生來自不同的環境，須迅速從陌生到熟 悉，共同創造，發展解決方案。 動手做 透過親身體驗、使用者研究、概念發想、 原型製作及驗證等，培養實作文化。 線上/實體工作坊 活用線上活動工具，強化學生實作與快速 迭代的能力，最後驗證課程目的與方向。

如何融入

必修課？

問題導向式 融入生活 真實反應議題 協助學生解決問題

跨領域工作坊類型：Y型 解決的想法+原型製作+使用測試

重視「問題解決」、強調「動手實作」。從具體的問題或指定技術出發，發散科技應用的 創意可能性，快速打造能展示功能的原型，進行使用者測試，並收集回饋、改善設計。

Y型案例：109 工程圖學×錢筒設計 真實議題 存錢筒的應用

實作專案 智慧存錢筒 場域/業者 日常生活/有存錢習慣 學員 70人，分10組。

含學生70人(工程科學系) 助教10人(碩士班學生) 。

雙教師

成大 工科系 游濟華

×

成大 不分系 李孟學

主題發想

使用存錢筒 是為了培養孩子存錢的習慣 錢筒存滿之後 就會遇到剖開錢筒(殺豬公)情境 就會遇到存錢筒有多少錢的問題？ 透過工程圖學與存錢筒設計 重新設計一個智慧的存錢筒!

Y型案例：工程圖學×錢筒設計 Day 1 109/11/19 (週四)

Day 3 109/12/17 (週四)

09:00

報到/引言

助教群

09:00~

主題授課 設計思考體驗

李孟學

主題授課與體驗 設計思考工作坊

李孟學 游濟華

09:30~

09:00~

報到

助教群

09:00~

原型與驗證 紙模型設計 I

游濟華

Day 2 109/11/26 (週四) 09:00 10:00~

Day 4 109/12/24 (週四)

設計發展I 原形與驗證 海報與設計 I 週間 Project assignment

09:00~

報到

09:00~

原型與驗證 紙模型設計 II

李孟學

Day 5 109/12/31 (週四) Final Presentation

游濟華 李孟學

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

109.11.19 成大未來館三樓

同理(Empathy)：透過訪談了解使用者的錢包使用、與存錢的行為，並運用迷你工作坊， 讓學生試著掌握潛在需求，並體驗設計思考的歷程 。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

辦理時間： 109.11.26

辦理地點： 成功大學 歷史文物館 主辦單位： 成大工科

發想(Ideate)：小組討論並與教師討論方向，釐清問題與缺口，發想後提出解決方式，並 運用Crazy 8發想可能的解決方案。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

原型(Prototype)：動手實作，運用各種素材，快速製成概念模型，用加法方式建構產品大 體結構、細節等，透過動手做，將解決方法具象化。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

原型(Prototype)：動手實作，運用各種素材，快速製成概念模型，用加法方式建構產品大 體結構、細節等，透過動手做，將解決方法具象化。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

驗證(Test)：透過期末成果展，分享設計與實作成果、問題發想與動手實作歷程、使用情 境影片、使用者測試，並邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

課程網站 : https://ru4cj86.weebly.com/

QR Code :

驗證(Test)：透過期末成果展，分享設計與實作成果、問題發想與動手實作歷程、使用情 境影片、使用者測試，並邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

Y型案例：110年 工程圖學×錢筒設計 真實議題 存錢筒的應用

實作專案 智慧存錢筒 場域/業者 日常生活/有存錢習慣 學員 81人，分20組。

含學生81人(工程科學系) 助教15人(碩士班學生)

雙教師

成大 工科系 游濟華

×

成大 不分系 李孟學

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

110.10.28 成大工科系館越生講堂

同理(Empathy)：透過訪談了解使用者的錢包使用、與存錢的行為，並運用迷你工作坊， 讓學生試著掌握潛在需求，並體驗設計思考的歷程 。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

辦理時間： 110.12.02

辦理地點： 成大工科系館 越生講堂 主辦單位： 成大工科

發想(Ideate)：小組討論並與教師討論方向，釐清問題與缺口，發想後提出解決方式，並 運用Crazy 8發想可能的解決方案。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

辦理時間： 110.12.02

辦理地點： 成大工科系館 越生講堂 主辦單位： 成大工科

發想(Ideate)：小組討論並與教師討論方向，釐清問題與缺口，發想後提出解決方式，並 運用Crazy 8發想可能的解決方案。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

原型(Prototype)：動手實作，運用各種素材，快速製成概念模型，用加法方式建構產品大 體結構、細節等，透過動手做，將解決方法具象化。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

原型(Prototype)：動手實作，運用各種素材，快速製成概念模型，用加法方式建構產品大 體結構、細節等，透過動手做，將解決方法具象化。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

原型(Prototype)：動手實作，運用各種素材，快速製成概念模型，用加法方式建構產品大 體結構、細節等，透過動手做，將解決方法具象化。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

驗證(Test)：透過期末成果展，分享設計與實作成果、問題發想與動手實作歷程、使用情 境影片、使用者測試，並邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

驗證(Test)：透過期末成果展，分享設計與實作成果、問題發想與動手實作歷程、使用情 境影片、使用者測試，並邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：工程圖學×錢筒設計

課程網站 : http://suikuang.weebly.com/ QR Code :

驗證(Test)：透過期末成果展，分享設計與實作成果、問題發想與動手實作歷程、使用情 境影片、使用者測試，並邀請專家進行成果驗證。

如何融入

線上課？

合作學習 引導思考議題 導入專家協助 設計思考解決問題

Y型案例：Python程式語言與互動式遊戲設計 真實議題 COVID-19 實作專案 Pygame遊戲 場域/業者 疫情時代/防疫 學員 68人，分16組。 含修課學生59人(工程、工設、電機、科技系、心 理、機械、工資、環工、統計、水利、測量、土 木、奈機所、航太、化學、交管、人工智慧機器 人研究所、台文、數學、不分系、材料、牙醫) 助教9人 碩士班學生。

雙教師 成大 工科系 游濟華

×

成大 不分系 李孟學

Y型案例：Python程式語言與互動式設計 Day 3 110/08/12 (週四)

Day 4 110/08/20 (週五)

09:00

報到

講師

09:00

報到

講師

09:00~

原形與驗證 簡報及遊戲影片

李孟學 游濟華

09:00~

主題授課與體驗 設計思考工作坊

李孟學 游濟華

12:00

午餐

12:00~

午餐

13:00~

驗證 遊戲體驗與反思

14:00~

驗證 遊戲體驗與反思

17:00

賦歸

16:30~

賦歸

李孟學 游濟華

李孟學 游濟華

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

發想(Ideate)：小組共同討論方向，並新冠疫情的主題做發想，提出遊戲設計方向及主題， 並運用pygame撰寫出遊戲。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

驗證(Test)：透過成果展，分享遊戲成果、設計想法與轉寫過程、使用介紹宣傳影片、遊 戲試玩包，邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

驗證(Test)：透過成果展，分享遊戲成果、設計想法與轉寫過程、使用介紹宣傳影片、遊 戲試玩包，邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

驗證(Test)：透過成果展，分享遊戲成果、設計想法與轉寫過程、使用介紹宣傳影片、遊 戲試玩包，邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

課程網站 : https://pygamecoures.weebly.com/ QR Code :

驗證(Test)：透過成果展，分享遊戲成果、設計想法與轉寫過程、使用介紹宣傳影片、遊 戲試玩包，邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

影片連結 : https://youtu.be/9r-76BI4AFg

驗證(Test)：將撰寫出的遊戲模型進行試玩，並且拍攝預告片、簡報等紀錄遊戲過程。並 且透過老師及小組互評，提出測試的回饋。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

驗證(Test)：將撰寫出的遊戲模型進行試玩，並且拍攝預告片、簡報等紀錄遊戲過程。並 且透過老師及小組互評，提出測試的回饋。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

驗證(Test)：透過成果展，分享遊戲成果、設計想法與轉寫過程、使用介紹宣傳影片、遊 戲試玩包，邀請專家進行成果驗證。

Y型案例：Python程式語言與互動式設計

影片連結 : https://youtu.be/N_9CuJAuXMo

教育部跨領域教師發展暨人才培育計畫

黑客松評審 成功大學規劃設計學院副院長 馬敏元教授 台灣大學，材料科學與工程學系 陳俊杉教授 台灣師範大學，物理學系 賈至達教授 台灣師範大學，科技應用與人力資源發展學系 許庭嘉教授 Fourdesire 創辦人 陳威帆執行長 麻省理工學院 徐子旻老師 教育部苗圃計畫總辦公室 張懷鐵博士 成功大學，醫學系寄生蟲學科兼推廣教育中心主任 辛致煒教授 成功大學，護理系兼系主任 柯乃熒教授 輔仁大學，應用美術系兼創意設計中心執行長 林倩妏教授 東海大學，工業設計系兼產學與育成中心主任 羅際鋐教授 臺大醫院新竹分院 黃詩婷老師 TSMC 林欣瑞博士

結語 ●設計思考融入必修課的過程會比選修課需要足夠的資源與助教輔助教師進行教案 與教材設計 ●引導學生學習設計思考的過程，可以引發學生更多的學習興趣，但開發難度較高 ●虛擬結合實體的做法不只可以應用於教學上，也可以進行師培或是其他類似工作 坊 ●未來的教學可以引入新的教學元素，培養學生跨域解決問題的能力，輔以基礎知 識的累積，如數學等基礎學科，加上語文與資訊力並重，增加學習素養